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      <title>HashMap源码剖析 - 交互式测验</title>
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            <div class="quiz-header">
              <h1>HashMap源码剖析 - 交互式测验</h1>
              <p>检验你对文档内容的理解程度</p>
            </div>
            <div id="quiz-content">
                <div class="quiz-body">
                    <div class="progress-bar">
                        <div id="progress-indicator"></div>
                    </div>
                    <div id="question-container">
                      <p id="question-text"></p>
                      <ul class="options-list" id="options-list"></ul>
                    </div>
                    <div id="result-container"></div>
                    <div id="hint-container" class="hint-container"></div>
                </div>
                <div class="quiz-footer" id="quiz-footer">
                  <button id="prev-btn" class="nav-btn">上一题</button>
                  <button id="hint-btn" class="nav-btn" style="background-color: #ffc107; color: #333; box-shadow: 0 4px 12px rgba(255,193,7,0.3);">提示</button>
                  <button id="next-btn" class="nav-btn">下一题</button>
                </div>
            </div>
          </div>
      </div>

      <script>
        const quizData = [
  {
    "question": "根据文档，为什么HashMap要求其容量（capacity）必须是2的幂？",
    "options": [
      "这是Java虚拟机对内存对齐的强制要求，可以提升内存访问速度。",
      "为了可以使用高效的位运算 `(n - 1) & hash` 来替代较慢的取模运算 `%`，并确保哈希值均匀分布。",
      "为了简化红黑树的构建过程，因为树的平衡操作依赖于2的幂次方的节点数量。",
      "这只是一个沿用自早期Java版本的传统设计，并无特殊的性能优势。"
    ],
    "correctAnswerIndex": 1,
    "explanation": "HashMap的设计精髓之一就是利用2的幂作为容量。这使得计算桶索引时，可以将 `hash % n` 这个效率较低的取模运算，优化为 `(n - 1) & hash` 这个效率极高的位与运算。同时，由于 `n-1` 的二进制形式全为1（如容量16时，n-1为15，二进制为1111），这保证了哈希值的每一位都能参与到索引计算中，从而让数据分布更均匀，减少哈希冲突。",
    "source": "文档中「2.3 为什么要用2的幂作为容量」部分",
    "hint": "文档提到，当n是2的幂时，一个数学运算可以等价地被一个更高效的位运算所替代。"
  },
  {
    "question": "在JDK 8的HashMap实现中，`hash()`方法中 `(h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16)` 这段代码（扰动函数）的主要目的是什么？",
    "options": [
      "确保最终的哈希值一定是一个正数，避免负数索引。",
      "将原始哈希码的高16位与低16位进行异或操作，让高位信息也参与到索引计算中，从而减少哈希冲突。",
      "这是一种加密操作，用于保护键（key）的原始哈希值不被泄露。",
      "为了将所有哈希码压缩到16位以内，以节省存储空间。"
    ],
    "correctAnswerIndex": 1,
    "explanation": "这个操作被称为“扰动函数”。因为在计算数组索引时，通常只用到哈希值的低位（例如容量为16时，只用低4位）。如果不对原始哈希值进行处理，那么高位的不同将无法体现在索引计算上，容易导致冲突。通过将哈希码自身右移16位再与原哈希码进行异或，使得高位的特征能够“扰动”到低位，从而让最终的哈希值分布更均匀，有效减少哈希碰撞。",
    "source": "文档中「2.1 hash方法解析」部分",
    "hint": "思考一下计算桶索引 `(n-1) & hash` 时，主要用到的是hash值的哪些位？这个操作如何让hash值的其他位也发挥作用？"
  },
  {
    "question": "在JDK 8中，当一个桶（bucket）中的链表需要转换为红黑树时，必须满足哪些条件？",
    "options": [
      "只要链表长度达到或超过 `TREEIFY_THRESHOLD` (8) 就会立即转换。",
      "链表长度达到或超过 `TREEIFY_THRESHOLD` (8) 并且整个HashMap的容量（table.length）大于等于 `MIN_TREEIFY_CAPACITY` (64)。",
      "当HashMap的 `size` 超过容量（capacity）时触发。",
      "链表长度达到或超过 `UNTREEIFY_THRESHOLD` (6) 并且负载因子小于0.75。"
    ],
    "correctAnswerIndex": 1,
    "explanation": "JDK 8为了避免在HashMap容量还很小的时候就进行成本较高的树化操作，设定了双重条件。首先，单个桶内的链表长度需要达到树化阈值 `TREEIFY_THRESHOLD`（默认为8）。其次，整个哈希表的容量必须不小于 `MIN_TREEIFY_CAPACITY`（默认为64）。如果只满足了第一个条件而容量不足，HashMap会优先选择扩容（resize）来解决冲突问题，而不是树化。",
    "source": "文档中「3.2 JDK 8中的链表+红黑树结构」部分",
    "hint": "文档中提到：'当桶数量小于MIN_TREEIFY_CAPACITY...时，优先选择扩容而非树化'。"
  },
  {
    "question": "相比JDK 7，JDK 8的扩容（resize）机制做了哪些关键优化？",
    "options": [
      "JDK 8完全避免了数据迁移，通过指针重定向实现扩容，效率为O(1)。",
      "JDK 8扩容时，元素的新位置要么在原索引处，要么在“原索引 + 旧容量”处，无需重新计算哈希，大大提升了效率。",
      "JDK 8在扩容时会强制将所有链表都转换为红黑树，以提升后续查询性能。",
      "JDK 8使用了头插法来迁移数据，这比JDK 7的尾插法更简单快速。"
    ],
    "correctAnswerIndex": 1,
    "explanation": "JDK 8的扩容机制是一大亮点。由于容量始终是2的幂，扩容后（容量翻倍），一个元素在新表中的位置只可能有两个：要么留在原索引位置，要么移动到“原索引 + oldCapacity”的位置。具体取决于元素哈希值的某一个特定二进制位是0还是1。这种设计避免了像JDK 7那样需要对每个元素重新计算哈希和索引，极大地简化了数据迁移过程，提高了扩容效率。",
    "source": "文档中「4.3 JDK 8中的优化：位置重计算」和「4.4 位置重计算的数学原理」部分",
    "hint": "文档中有一节专门讲解了'位置重计算的数学原理'，其核心在于利用了容量是2的幂这一特性。"
  },
  {
    "question": "根据文档中的最佳实践，为什么强烈建议避免使用可变对象（如ArrayList）作为HashMap的键（key）？",
    "options": [
      "可变对象作为键会占用更多内存，导致内存溢出。",
      "因为如果键对象在存入HashMap后其内容发生改变，它的 `hashCode()` 值可能随之改变，导致之后无法通过 `get()` 方法找到这个键值对。",
      "HashMap内部机制会禁止可变对象作为键，并抛出 `IllegalArgumentException`。",
      "这会导致HashMap的线程安全问题，即使在单线程环境下也是如此。"
    ],
    "correctAnswerIndex": 1,
    "explanation": "HashMap的 `put` 和 `get` 操作都依赖于键的 `hashCode()` 来定位桶的位置。如果一个可变对象作为键被放入Map后，其内部状态被修改，且这个修改影响了 `hashCode()` 的计算结果，那么当你再次使用这个键去 `get` 值时，计算出的哈希值会与存入时的不同，导致HashMap在错误的桶里查找，最终很可能返回 `null`，就好像这个键从未存在过一样。",
    "source": "文档中「5.2 避免可变对象作为键」部分",
    "hint": "思考一下，当你调用 `map.get(key)` 时，HashMap做的第一步是什么？如果 `key` 的某个属性改变了会发生什么？"
  },
  {
    "question": "文档中提到，选择8作为链表转红黑树的阈值（TREEIFY_THRESHOLD）是基于什么考虑？",
    "options": [
      "因为8是2的3次方，便于进行位运算操作。",
      "这是一个经验值，在大多数CPU架构下，处理8个节点的链表比维护红黑树更快。",
      "基于泊松分布的统计结果，在理想情况下，一个桶中出现8个元素的概率极低，设置此阈值是为了应对极端情况下的性能恶化。",
      "为了与红黑树转回链表的阈值6保持一个固定的差值，以防止性能抖动。"
    ],
    "correctAnswerIndex": 2,
    "explanation": "文档明确指出，这个阈值的选择是基于概率统计。在默认负载因子0.75和良好的哈希算法下，哈希冲突的分布遵循泊松分布。计算表明，一个桶中出现8个或更多元素的概率是千万分之一级别的，非常罕见。因此，将阈值设为8，意味着只有在极少数的哈希冲突严重的情况下，才会触发成本较高的树化操作，这是一种在空间、时间和实现复杂度之间的权衡。",
    "source": "文档中「3.3 红黑树转换阈值分析」部分",
    "hint": "文档中提到了一个数学概念来解释这个阈值的选择，它与事件发生的概率有关。"
  },
  {
    "question": "当为HashMap指定初始容量时，例如 `new HashMap<>(1000)`，并且之后添加了超过阈值的元素，会发生什么？",
    "options": [
      "HashMap会根据指定的1000作为容量，并计算出阈值 `1000 * 0.75 = 750`。",
      "HashMap会将容量自动向上调整到最接近1000的2的幂，即1024，并基于1024计算扩容阈值。",
      "HashMap会忽略这个参数，仍然使用默认容量16。",
      "HashMap会抛出异常，因为初始容量必须是2的幂。"
    ],
    "correctAnswerIndex": 1,
    "explanation": "虽然我们可以在构造函数中传入任意整数作为初始容量，但HashMap内部会将其调整为大于或等于该数且最接近的2的幂。例如，传入1000，HashMap实际使用的初始容量将是1024。然后，它会根据这个调整后的容量和负载因子（默认为0.75）来计算第一次扩容的阈值，即 `1024 * 0.75 = 768`。这是为了保证HashMap的核心机制——位运算索引和高效扩容——能够正常工作。",
    "source": "文档中「5.1 合理设置初始容量和负载因子」和「2.3 为什么要用2的幂作为容量」部分",
    "hint": "结合'容量必须是2的幂'这一核心原则，思考HashMap会如何处理一个非2的幂的初始容量参数。"
  }
];
        console.log("Quiz Data:", JSON.parse(JSON.stringify(quizData))); // 添加这行用于调试，以可展开的JSON格式输出
        
        let currentQuestionIndex = 0;
        let score = 0;
        // 存储每个问题的回答状态
        const userAnswers = new Array(quizData.length).fill(null); 

        const questionTextEl = document.getElementById('question-text');
        const optionsListEl = document.getElementById('options-list');
        const resultContainerEl = document.getElementById('result-container');
        const quizContentEl = document.getElementById('quiz-content');
        const progressIndicatorEl = document.getElementById('progress-indicator');
        const prevBtn = document.getElementById('prev-btn');
        const nextBtn = document.getElementById('next-btn');
        const hintBtn = document.getElementById('hint-btn');
        const hintContainerEl = document.getElementById('hint-container');

        function loadQuestion() {
          resultContainerEl.innerHTML = '';
          optionsListEl.innerHTML = '';
          hintContainerEl.style.display = 'none'; // 隐藏提示
          
          if (currentQuestionIndex >= quizData.length) {
            showFinalScore();
            return;
          }

          updateProgress();

          const currentQuestion = quizData[currentQuestionIndex];
          questionTextEl.textContent = `(${currentQuestionIndex + 1}/${quizData.length}) ${currentQuestion.question}`;
          
          currentQuestion.options.forEach((optionText, index) => {
            const li = document.createElement('li');
            li.className = 'option-item';
            li.textContent = optionText;
            li.dataset.index = index; // Store index in a data attribute
            // 如果这道题已经回答过，恢复状态
            if (userAnswers[currentQuestionIndex] !== null) {
                if (index === userAnswers[currentQuestionIndex]) {
                    li.classList.add('selected');
                }
            }
            optionsListEl.appendChild(li);
          });

          // 如果已经回答过，直接显示结果
          if (userAnswers[currentQuestionIndex] !== null) {
              const isCorrect = userAnswers[currentQuestionIndex] === currentQuestion.correctAnswerIndex;
              showResult(isCorrect, currentQuestion);
          }
          
          updateNavigationButtons();
          updateProgress();
        }

        function selectOption(optionIndex) {
            userAnswers[currentQuestionIndex] = optionIndex;
            const currentQuestion = quizData[currentQuestionIndex];
            const isCorrect = optionIndex === currentQuestion.correctAnswerIndex;

            // 重新计算分数
            score = userAnswers.reduce((acc, answer, index) => {
                return answer === quizData[index].correctAnswerIndex ? acc + 1 : acc;
            }, 0);

            showResult(isCorrect, currentQuestion);
            updateNavigationButtons();
        }
        
        function updateProgress() {
            const answeredQuestions = userAnswers.filter(answer => answer !== null).length;
            const progressPercentage = (answeredQuestions / quizData.length) * 100;
            progressIndicatorEl.style.width = `${progressPercentage}%`;
        }
        
        function updateNavigationButtons() {
            prevBtn.style.display = 'block';
            nextBtn.style.display = 'block';
            hintBtn.style.display = 'block'; // 显示提示按钮

            prevBtn.disabled = currentQuestionIndex === 0;
            nextBtn.disabled = false; // 最后一题时，下一题按钮不禁用，而是用于显示报告
            nextBtn.textContent = (currentQuestionIndex === quizData.length - 1) ? '查看报告' : '下一题';
            
            // 如果当前问题没有提示，则禁用提示按钮并隐藏提示内容
            if (!quizData[currentQuestionIndex].hint) {
                hintBtn.disabled = true;
                hintContainerEl.style.display = 'none';
                hintContainerEl.textContent = ''; // 清除旧的提示内容
            } else {
                hintBtn.disabled = false;
            }
        }

        function showResult(isCorrect, questionData) {
            resultContainerEl.innerHTML = ''; // 清空之前的结果
            const resultBox = document.createElement('div');
            resultBox.className = `result-box ${isCorrect ? 'correct' : 'incorrect'}`;
            
            let html = `<h3>${isCorrect ? '回答正确！' : '回答错误'}</h3>`;
            if (!isCorrect) {
                html += `<p><strong>正确答案是：</strong> ${questionData.options[questionData.correctAnswerIndex]}</p>`;
            }
            html += `<div class="explanation-text">${questionData.explanation}</div>`;
            html += `<div class="source-text">来源: ${questionData.source}</div>`;
            
            resultBox.innerHTML = html;
            resultContainerEl.appendChild(resultBox);

            // 禁用所有选项的点击事件，并高亮正确/错误答案
            Array.from(optionsListEl.children).forEach((child, index) => {
                child.style.pointerEvents = 'none';
                // 高亮正确答案
                if (index === questionData.correctAnswerIndex) {
                    child.classList.add('correct'); // 需要添加CSS样式
                    child.style.backgroundColor = '#d4edda';
                    child.style.borderColor = '#c3e6cb';
                }
                // 如果选错了，高亮错误选项
                if (!isCorrect && index === userAnswers[currentQuestionIndex]) {
                    child.classList.add('incorrect'); // 需要添加CSS样式
                    child.style.backgroundColor = '#f8d7da';
                    child.style.borderColor = '#f5c6cb';
                }
            });
        }

        function goToNextQuestion() {
            if (currentQuestionIndex < quizData.length - 1) {
                currentQuestionIndex++;
                loadQuestion();
            } else {
                showFinalScore();
            }
        }

        function goToPreviousQuestion() {
            if (currentQuestionIndex > 0) {
                currentQuestionIndex--;
                loadQuestion();
            }
        }
        
        function showHint() {
            const currentQuestion = quizData[currentQuestionIndex];
            if (currentQuestion.hint) {
                hintContainerEl.textContent = currentQuestion.hint;
                hintContainerEl.style.display = 'block';
            } else {
                hintContainerEl.style.display = 'none';
            }
        }

        function showFinalScore() {
            document.querySelector('.quiz-body').style.display = 'none';
            document.getElementById('quiz-footer').style.display = 'none';

            const correctCount = score;
            const totalQuestions = quizData.length;
            const answeredCount = userAnswers.filter(a => a !== null).length;
            const wrongCount = answeredCount - correctCount;
            const skippedCount = totalQuestions - answeredCount;
            const accuracy = totalQuestions > 0 ? Math.round((correctCount / totalQuestions) * 100) : 0;
            const errorRate = totalQuestions > 0 ? Math.round((wrongCount / totalQuestions) * 100) : 0;

            const finalScoreHtml =
                '<div class="final-score-container">' +
                '<h2>答题报告</h2>' +
                '<div class="score-summary">' +
                '<div class="score-card">' +
                '<h3>得分</h3>' +
                '<p>' + correctCount + ' / ' + totalQuestions + '</p>' +
                '</div>' +
                '<div class="score-card">' +
                '<h3>正确率</h3>' +
                '<p>' + accuracy + '%</p>' +
                '</div>' +
                '<div class="score-card">' +
                '<h3>错误率</h3>' +
                '<p>' + errorRate + '%</p>' +
                '</div>' +
                '<div class="score-card score-details">' +
                '<table>' +
                '<tr><td>正确</td><td>' + correctCount + '</td></tr>' +
                '<tr><td>错误</td><td>' + wrongCount + '</td></tr>' +
                '<tr><td>未答</td><td>' + skippedCount + '</td></tr>' +
                '</table>' +
                '</div>' +
                '</div>' +
                '<div class="report-actions">' +
                '<button id="review-btn">回顾测验</button>' +
                '<button class="primary" onclick="location.reload()">再试一次</button>' +
                '</div>' +
                '</div>';

            let reportEl = document.querySelector('.final-score-container');
            if (reportEl) {
                reportEl.remove();
            }
            quizContentEl.insertAdjacentHTML('beforeend', finalScoreHtml);
            document.getElementById('review-btn').addEventListener('click', reviewQuiz);
        }

        function reviewQuiz() {
            const reportEl = document.querySelector('.final-score-container');
            if (reportEl) {
                reportEl.remove();
            }

            document.querySelector('.quiz-body').style.display = 'block';
            document.getElementById('quiz-footer').style.display = 'flex';
            
            currentQuestionIndex = 0;
            loadQuestion();
            updateNavigationButtons(); // Ensure nav buttons are correctly displayed
        }

        // Event Delegation for options
        optionsListEl.addEventListener('click', (event) => {
            if (event.target && event.target.matches('li.option-item')) {
                // Check if the question has already been answered
                if (userAnswers[currentQuestionIndex] === null) {
                    const selectedIndex = parseInt(event.target.dataset.index, 10);
                    selectOption(selectedIndex);
                }
            }
        });

        prevBtn.addEventListener('click', goToPreviousQuestion);
        nextBtn.addEventListener('click', goToNextQuestion);
        hintBtn.addEventListener('click', showHint);
        
        // 初始加载
        loadQuestion();
      </script>
    </body>
    </html>
  